论文摘要
随着现代测量技术的进步,传统的测量方法已经不能适应现代测量的需求,三维形貌测量技术由于具有非接触性、自动化程度高、使用范围广等特点,已经受到了广泛的关注并且逐步进入了应用阶段。本文研究的基于数字投影的三维形貌测量技术是众多的三维测量技术中一种主流的测量方法,该方法具有深刻的研究价值和实用意义。基于数字投影的三维形貌测量技术的基本原理是先向被测物体投射光栅条纹图像,物体表面的高度变化使得条纹图像产生形变,计算机获得该形变的条纹图像后再进行相应的处理,从而进行三维形貌的重建。本文对傅立叶变换形貌测量法(Fourier transform profilometry,FTP)和相移形貌测量法(Phase shifting profilometry,PSP)这两种主要条纹图像处理算法进行了推导分析,并且比较了两种算法的优劣。在基本原理分析的基础上,作者设计了主要由投影仪、摄像机和计算机组成的基于数字投影的三维形貌测量系统,并且对系统所需要的硬件设备进行了选型,在Windows环境下的MATLAB7.0平台下完成了系统控制软件的编写。在实验系统中,以球冠为被测物体,分别用标准的傅立叶变换形貌测量法和相移形貌测量法进行了形貌测量,对球冠形貌进行了恢复,通过实验结果证明了相移形貌测量法的恢复效果要优于傅立叶变换形貌测量法。本文最后从测量系统和测量方法两个方面对系统的测量误差进行了分析,并且着重研究了系统的非线性和滤波器选择对系统的影响。对相位解卷绕这一直接影响测量误差的关键技术,本文也做了阐述,并且提出了一种合适的解相方法,进一步提高了系统的测量精度。
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标签：数字条纹投影形貌测量论文; 傅里叶形貌测量法论文; 相移形貌测量法论文; 相位解卷绕论文;